[发明专利]一种电力线载波通信自适应阻抗匹配方法

说明书

本发明涉及电力线阻抗匹配技术，公开了一种基于电力线阻抗采集与匹配控制的匹配方法，该方法在信号发送时实时检测电力线阻抗值，并动态匹配线路阻抗使信号的发送质量最优。在计算控制部分输出的信号采用阈值匹配规则将输出控制信号分为多个档位，按照档位进行控制，避免匹配模块频繁调整，保证长期运行可靠性。该方法通过电力线阻抗采集模块获取电力线阻抗；通过对采集数据的运算处理获取控制量控制匹配模块选择合适的匹配阻抗，使得信号输出功率最大提高通信能力。

技术领域

本发明涉及中压电力线载波技术，具体是一种电力线载波通信自适应阻抗匹配方法。

背景技术

近年来，随着电力系统的发展，配电自动化，用电信息采集等信息传输大量应用电力线载波通道，使得电力线载波通道日益重要，这对电力线载波通道的可靠性提出了更高的要求。然而由于PLC系统是以电力线为通信信道，而电力线组网复杂，加上信道衰减、噪声干扰以及电磁兼容等方面的影响，使得电力线阻抗随时间随机变化，影响通信质量。

电力线阻抗在线路上呈波动状态，一般为几十欧姆到几百欧姆波动，这对载波通道衰减将产生严重的影响。在通道加工不合理，存在容性负载及T接分支线时，会加剧载波通道的阻抗变化。

因此载波通信设备不能采用固定的阻抗输出。为了解决这个问题，方法之一是对载波通信设备的负载阻抗实现自适应阻抗匹配，即测量其阻抗值，选择补偿电感或者电容的值来抵消电抗，使得载波通信设备的负载维持恒定值。当前电力线阻抗匹配的方法通常采用线路上的典型阻抗值作为进行匹配，匹配的实时差，应对电力线环境变化能力有限，容易在环境阻抗变化时影响通信效果。

也有采用阻抗自动匹配的方法，采用的方法通常是通过发送特定信号后采集阻抗数据，再调节可调器件的电抗值适应环境，该方法在采集阻抗数据方面要求高实时性较差，而且匹配电力线阻抗时采用的调节方式在长期运行时存在可靠性问题

发明内容

为解决上述现有技术存在的不足或缺点，本发明提出了一种电力线载波通信自适应阻抗匹配方法，本方法主要针对电力线阻抗变化对其进行高效、可靠的实时补偿。

为实现上述目的，本发明一种电力线载波通信自适应阻抗匹配方法，通过实采集信号发送时的电压信息计算出电力线负载阻抗，并根据计算出的电力线负载阻抗调整匹配阻抗档位，保证电力线变化时可以与电力线阻抗相匹配。

本发明具体包含以下步骤：

步骤1：开始载波信号发送时，控制采集模块采集采样电阻上和信号源的电压数据；

步骤2：计算控制模块根据采集的电压数据计算出真实电压幅值和相位差；

步骤3：通过三角关系，根据电压幅值和相位差计算出电力线阻抗和采样电阻之间的关系，同时推算出电力线上的阻抗赋值与相角；

步骤4：根据电力线阻抗幅值与相角计算出合适的电阻值和电抗值，匹配阻抗档位，选择最合适的电压器变比和电抗；

步骤5：根据所选档位选择相应的电压器变比开关通断和电抗档位通断将匹配阻抗接入发送电路。

进一步的，步骤1在载波信号发送的同时实时采集电力线阻抗数据，具有实时匹配特性。

进一步的，匹配阻抗档位包含多档位的电容和电感可以根据计算的结果适应与阻性感性和容性等不同的电力线载波通信环境。

进一步的，步骤5依据阈值分档位控制匹配阻抗接入避免频繁调节匹配模块影响匹配模块寿命。

本发明的有益效果为：

1.在信号发送时采集阻抗数据，具有实时采集的特性；

2.控制阻抗匹配时采用多个控制档位避免了频繁调整匹配模块，长期运行具有可靠性，通过多档位调节可以适应感性线路和容性电力线环境；